CN103032866B - 锅炉的蒸汽量测算方法及负荷分析方法、锅炉的蒸汽量测算装置及负荷分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于不使用蒸汽流量计也能够没有响应延迟地测算时刻变化的蒸汽量，并且与以往方法相比，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量。本发明提供的一种锅炉的蒸汽量测算方法，连续测算来自蒸汽锅炉的蒸汽量的时间性变化，其包含：压差测算步骤，用于测算蒸汽锅炉的蒸汽流出路径中的第一检测位置和第二检测位置之间的压差ΔP；压力损耗系数计算步骤，其根据向蒸汽流出路径流放规定流量的蒸汽或者代替蒸汽的流体而测算出的压差ΔP和规定流量来计算压力损耗系数K；以及蒸汽量计算/输出步骤，其根据压差测算步骤中测算出的压差ΔP以及压力损耗系数计算步骤中计算出的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X并将其作为测算值输出。

Description

锅炉的蒸汽量测算方法及负荷分析方法、锅炉的蒸汽量测算装置及负荷分析装置

技术领域

本发明涉及一种不使用蒸汽流量计来测算蒸汽量的锅炉的蒸汽量测算方法及负荷分析方法、锅炉的蒸汽量测算装置及负荷分析装置。

背景技术

先前，不使用蒸汽流量计来测算蒸汽量的简易蒸汽量测算方法，通过专利文献1或者专利文献2而众所周知。专利文献1的方法通过燃料流量计直接使用燃料流量信号来计算蒸汽量。另外，专利文献2的方法利用皮托管根据全压和静压的差来测定烟道内的排气流速，从而计算燃料流量，是利用间接计算的燃料流量信号来推测蒸汽量的方法。不论专利文献1、2均是根据锅炉的吸放热量来推测蒸汽量的方法。

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特许第2737753号公报

[专利文献2]日本专利特开2010-139207号公报。

发明内容

如先前的专利文献1或者专利文献2那样的根据锅炉的吸放热量来计算蒸汽量的方法，存在如下课题。即，根据锅炉的吸放热量进行的蒸汽量推测和实际蒸汽量测算在时间变化速度方面不同，所以无法没有响应延迟地测算时刻变化的蒸汽量。例如，如果在测算过程中发生锅炉的间歇供水、定期排污或者供水温度的变化等，就无法准确地测算蒸汽量的时间性变化（因为其中存在由于传热或蓄热/放热而产生的延迟）。

此外，专利文献1、2的蒸汽量推测方法还存在如下课题，作为基于锅炉的吸放热量进行的蒸汽量推测中重要数据的发热量等燃料物性值如果发生变化，推测的蒸汽量就会发生变化。尤其在海外，烧煤时虽然依赖于煤炭的种类，但实际使用之前堆放在户外的碎煤炭中含水量的影响较大，而导致燃料物性值变化。于是，发热量/理论排气量都不同，所以推测的蒸汽量会发生变化。

本发明的目的在于，不使用蒸汽流量计亦能够没有响应延迟地测算时刻变化的蒸汽量，并且与专利文献1、2的以往方法相比，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量。

本发明是为解决上述课题而成的，本发明第一种形态为一种锅炉的蒸汽量测算方法，其连续测算来自蒸汽锅炉的蒸汽量的时间性变化，其特征在于包含：压差测算步骤，用于测算所述蒸汽锅炉的缸体或者蒸汽流出路径的规定位置即第一检测位置和自所述第一检测位置向下游侧方向分开的所述蒸汽流出路径的第二检测位置之间的压差ΔP；压力损耗系数计算步骤，其根据向所述蒸汽流出路径流放规定流量的蒸汽或者代替蒸汽的流体而测算出的所述压差ΔP和所述规定流量，计算压力损耗系数K；以及蒸汽量计算/输出步骤，其根据在所述压差测算步骤中测算出的压差ΔP以及在所述压力损耗系数计算步骤中计算出的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X并将其作为测算值输出。

根据上述第一种发明形态，由于直接检测出蒸汽流并根据压差ΔP计算蒸汽量X，所以能够没有响应延迟地测算时刻变化的蒸汽量X，并且在计算压力损耗系数K之后，蒸汽量X的计算与燃料物性值没有关联性，所以与专利文献1、2的以往方法相比，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量。

本发明第二种形态的所述锅炉的蒸汽量测算方法，其特征在于所述压力损耗系数计算步骤包含：计算基础数据测算步骤，用于测算所述蒸汽锅炉的基准蒸汽量X0的计算基础数据；基准蒸汽量计算步骤，其根据测算出的所述计算基础数据求取基准蒸汽量X0；以及系数计算步骤，其根据求取所述基准蒸汽量X0时的所述压差ΔP来计算压力损耗系数K。

根据上述第二种发明形态，除本发明第一种形态的效果以外，还有能够容易地计算压力损耗系数K的效果。

本发明第三种形态的所述锅炉的蒸汽量测算方法，其中，所述计算基础数据是通往所述蒸汽锅炉的燃料流路的燃料流量N，或者是所述蒸汽锅炉的排气流路的排气流速M。

根据上述第三种发明形态，除本发明第二种形态的效果以外，还有能够利用燃料流量N或者排气速度M容易地计算上述基准蒸汽量X0的效果。

本发明的第四种形态为一种锅炉的负荷分析方法，其特征在于：使用本发明第一种形态的所述蒸汽量测算方法，测定基于所述蒸汽锅炉的蒸汽使用负荷的最大蒸汽使用量以及/或者测定蒸汽使用量的时间性变化的趋势。

根据上述第四种发明形态，根据通过本发明第一种形态的所述蒸汽量测算方法输出的蒸汽量X，能够准确地测定基于上述蒸汽锅炉的蒸汽使用负荷的最大蒸汽使用量以及/或者测定实际的蒸汽使用量的时间性变化的趋势。

本发明的第五种形态为一种锅炉的蒸汽量测算装置，其连续测算蒸汽锅炉的蒸汽量的时间性变化，其特征在于具备：压差检测单元，测算所述蒸汽锅炉的缸体或者蒸汽流出路径的规定位置即第一检测位置和自所述第一检测位置向下游侧方向分开的所述蒸汽流出路径的第二检测位置之间的压差ΔP；以及控制器，其进行以下步骤：压力损耗系数计算步骤，其根据向所述蒸汽流出路径流放规定流量的蒸汽或者代替蒸汽的流体而测算出的所述压差ΔP和所述规定流量，计算压力损耗系数K；以及蒸汽量计算/输出步骤，其根据所述压差检测单元测算出的压差ΔP以及所述压力损耗系数计算步骤中计算出的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X并将其作为测算值输出。

根据上述第五种发明形态，能够提供一种锅炉的蒸汽量测算装置，其不使用蒸汽流量计也能够没有响应延迟而测算时刻变化的蒸汽量X，并且与以往方法相比，在计算压力损耗系数K之后，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量。

本发明的第六种形态的所述锅炉的蒸汽量测算装置，其特征在于还具备基础数据测算单元，用于测算所述蒸汽锅炉的基准蒸汽量X0的计算基础数据，其中，所述控制器的压力损耗系数计算步骤包含：基准蒸汽量计算步骤，其根据测算出的所述计算基础数据求取基准蒸汽量X0；以及系数计算步骤，其根据求取所述基准蒸汽量X0时的所述压差ΔP，计算压力损耗系数K。

根据上述第六种发明形态，除本发明第五种发明形态的效果以外，还有能够容易地计算压力损耗系数K的效果。

本发明的第七种形态的所述锅炉的蒸汽量测算装置，其中，所述基础数据测算单元是测算通往所述蒸汽锅炉的燃料流路的燃料流量N的燃料流量计，或者是测算所述蒸汽锅炉的排气流路的排气流速M的排气流速计。

根据上述第七种发明形态，除本发明第六种发明形态的效果外，还有能够利用燃料流量计或者排气流速计容易地测算上述基准蒸汽量X0的效果。

进而，本发明的第八种形态为一种锅炉的负荷分析装置，其特征在于：具备如本发明第五种形态的所述蒸汽量测算装置，测定基于所述蒸汽锅炉的蒸汽使用负荷的最大蒸汽使用量以及/或者测定蒸汽使用量的时间性变化的趋势。

根据上述第八种发明形态，能够提供一种锅炉的负荷分析装置，其不使用蒸汽流量计，能够没有响应延迟而测算时刻变化的蒸汽量X，并且与以往方法相比，在计算压力损耗系数K之后，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量，从而进行负荷分析。

根据本发明，不使用蒸汽流量计也能够没有响应延迟地测算时刻变化的蒸汽量，并且与以往方法相比，在计算压力损耗系数K之后，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量。

附图说明

图1是实施本发明的蒸汽量测算装置的实施例1的简要结构图。

图2是说明上述实施例1的控制程序的流程图。

图3是说明上述实施例1的其他控制程序的流程图。

图4是表示上述实施例1中锅炉的缸体内压力P1和测算的蒸汽量X的时间性变化的图。

图5是实施本发明的蒸汽量测算装置的实施例2的简要结构图。

[符号的说明]

　  1　蒸汽量测算装置

　  2　蒸汽锅炉

　  3A、3B　蒸汽流出路径

　  4　压差检测单元

　  5　基础数据测算单元

　  6　控制器

　  7　缸体。

具体实施方式

接着，对本发明的锅炉的蒸汽量测算方法的实施方式进行说明。本发明的实施方式非常适合用于已有的蒸汽锅炉所使用的蒸汽量测算装置。上述蒸汽锅炉包含燃烧气体燃料、液体燃料、固体燃料的锅炉、以及电锅炉、废气锅炉。

下面对该实施方式进行具体地说明。该实施方式是连续测算时刻变化的蒸汽锅炉（以下，简称锅炉）的蒸汽量X的时间性变化的锅炉的蒸汽量测算方法。不过，蒸汽量亦可称为蒸汽发生量、蒸汽流量。

该实施方式的特征部分在于包含：如下的压差测算步骤、压力损耗系数计算步骤、蒸汽量计算/输出步骤。下面对各步骤进行说明。

（压差测算步骤）

压差测算步骤是测算压差ΔP（＝P1―P2）的步骤，该压差ΔP是上述锅炉的缸体、或者缸体的蒸汽流出路径（可称之为蒸汽流出管或者蒸汽流出管路）的规定位置即第一检测位置的压力P1和自上述第一检测位置向下游侧方向分开的上述蒸汽流出路径的第二检测位置的压力P2之间的差。

上述第一检测位置可设在上述缸体内。又，上述第二检测位置亦可设置在蒸汽联箱（steam header）。当然，上述第一检测位置以及上述第二检测位置也可以不设置在缸体或蒸汽联箱，而是设置在上述蒸汽流出路径。上述蒸汽联箱是存储来自上述锅炉的蒸汽，并分配给蒸汽使用设备的蒸汽汇集部。

（压力损耗系数计算步骤）

此外，压力损耗系数计算步骤优选为根据向上述蒸汽流出路径流放规定流量的蒸汽而测算出的上述压差ΔP和上述规定流量，来计算压力损耗系数K的步骤（称为第一种方式的计算步骤）。然而，亦可是根据向上述蒸汽流出路径流放代替蒸汽的规定流量的流体（气体或者液体）而测算出的上述压差ΔP和上述规定流量，来计算压力损耗系数K的步骤（称为第二种方式的计算步骤）。

首先，对第一种方式的计算步骤进行说明。该计算步骤包含：计算基础数据测算步骤，用于测算上述蒸汽锅炉的基准蒸汽量X0的计算基础数据；上述压差测算步骤；基准蒸汽量计算步骤，其根据测算出的上述计算基础数据，求取基准蒸汽量X0；以及系数计算步骤，其基于下面的压力损耗计算式（1），根据求取上述基准蒸汽量X0时的上述压差ΔP，计算压力损耗系数K。如果将流动管路的阀门、弯曲等损耗因素的总和设为K，则压力损耗可用式（1）来表示。

ΔP＝K×X2÷ρ??????（1）

其中，ρ是压力P1（或者P1和P2的平均值）时的蒸汽比重量（该值只要利用已有的蒸汽压的关系式便可计算出）。

式（1）是将蒸汽量X的计算式（B）代入作为速度V相关的普通的压力损耗计算式（A）而得到的压力损耗计算式。

ΔP＝K’×ρ×V2／2??????（A）

X＝πR2×ρ×V??????（B）

其中，R是蒸汽流出路径的管内半径。

ΔP＝（K’／2π2R4）×X2÷ρ＝K×X2÷ρ

其中，K＝K’／2π2R4

在此，式（1）中是以蒸汽量X的关系式来表示压力损耗计算式，但并不限定于此。

上述基准蒸汽量计算步骤中的计算基础数据是能计算出上述基准蒸汽量X0的数据。上述计算基础数据优选为通往上述锅炉的燃料流路的燃料流量（亦可换言之为燃料使用量）N或者上述锅炉的排气流路的排气流速M。然而，除燃料流量N以及排气流速M以外，如果有能容易地测算且能计算出基准蒸汽量X0的数据，则并不限定于燃料流量N以及排气流速M。例如，如果是连续供水控制的锅炉，则可根据供水量的测算来计算基准蒸汽量X0。在此，上述计算基础数据并不是仅指燃料流量N或者排气流速M，亦包含计算基准蒸汽量X0所需测算的其他数据。

此外，上述计算基础数据是用于计算作为计算下述压力损耗系数K的基础数据的基准蒸汽量X0所需的数据，所以在计算压力损耗系数K之后，则无需测算。如式（1）所示，计算出压力损耗系数K之后，只要知道表示蒸汽状态的蒸汽比重量，就能够不受燃料***、燃烧***的影响而计算出基准蒸汽量X0。当然，在计算压力损耗系数K之后，有必要的话亦可对上述计算基础数据进行测算。

压力损耗系数计算步骤包含：根据测算出的上述计算基础数据（燃料流量N、排气流速M）求取吸热量Q，并根据求出的吸热量Q求取基准蒸汽量X0的步骤。

根据上述计算基础数据即燃料流量N求取吸热量Q，并根据求出的吸热量Q求取基准蒸汽量X0的方法，已通过专利文献1等而众所周知。于本发明的实施方式中，如专利文献1所述，利用装备于上述锅炉燃料流路的燃料流量计测算燃料流量N，利用下式可计算出基准蒸汽量X0。在此，专利文献1的燃料是液体燃料。

吸热量Q＝燃料流量N×燃料比重×燃料低位发热量（燃料低发热量）

基准蒸汽量X0＝吸热量Q×锅炉效率÷焓增加量

此外，根据上述计算基础数据即排气流速M的测算求取吸热量Q，并根据求出的吸热量Q求取基准蒸汽量X0的方法，已通过专利文献2而众所周知。于本发明的实施方式中，如专利文献2所述，测算排气流速M，同时测算用于计算排气温度、空气比（过剩空气系数）的氧浓度或者二氧化碳浓度，并计算燃料流量N，从而最终可计算出基准蒸汽量X0。

在该实施方式中，求取上述基准蒸汽量X0的方法不是本发明的特征部分。通过该实施方式中测算排气流速M来求取上述基准蒸汽量X0的方法并不限定于专利文献2。此外，如专利文献2那样，可不使用皮托管，而是利用类似用于风速计的叶轮式排气流速计或者热线式流速计来测算排气流速M。此外，基准蒸汽量X0的计算式亦不限定于专利文献2的数式。

基准蒸汽量X0是为求取上述压力损耗系数K而暂时需要的蒸汽量。为了排除锅炉自身蒸汽量、锅炉中的蓄热所造成的影响，而将上述锅炉的缸体内圧力P1以及下游的压力P2都是基本稳定的状态作为该基准蒸汽量X0的测定条件而进行测定。所谓「基本稳定的状态」是指基本无压力变动（例如，±数%以内的压力变动状态持续一定时间）。一定时间优选为1分钟左右，更优选的是5～10分钟左右。在此，对于基准蒸汽量X0，可通过根据测算压差ΔP而得到的连续蒸汽流量变化的图表来测算数日的最大蒸汽量或固定负荷运转时间等，来商榷其合理性。如果基准蒸汽量X0的测算时刻明显不恰当，则可根据该图表来判定最大量持续一定时间的梯形顶部，从而校正基准蒸汽量X0。

上述系数计算步骤，是在求出上述基准蒸汽量X0之后，基于上述压力损耗计算式（1），根据求取上述基准蒸汽量X0时的上述压差ΔP来计算压力损耗系数K的步骤。更具体而言，假设基于上述压力损耗计算式（1），根据求取上述基准蒸汽量X0时的上述压差ΔP而计算出的蒸汽量X、与基准蒸汽量X0相等，由此来计算压力损耗系数K。

其次，对第二种方式的计算步骤进行说明。在该计算步骤中，向上述蒸汽流出路径流放规定量的空气，将此时的空气流量X1和压差ΔP代入下述压力损耗计算式（2），从而求取压力损耗系数K。空气亦可用代替蒸汽的流体（其他气体或液体）来替代。

ΔP＝K×X2÷ρ1??????（2）

其中，ρ1是空气密度。

该第二种方式的计算步骤与第一种方式的计算步骤相比，需要花费一定的费用但可根据实际情况而酌情采用。于该第二种方式中，使用已有锅炉的蒸汽流出配管流放规定流量的稳定气体等以代替蒸汽，从而能够测算出压力损耗。此外，在新建锅炉中，能够利用压缩机使规定流量的空气流动来进行测算。

（蒸汽量计算/输出步骤）

此外，蒸汽量计算/输出步骤包含蒸汽量计算步骤和蒸汽量输出步骤。蒸汽量计算步骤，是基于上述压力损耗系数计算步骤中计算的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X的步骤。具体而言，是基于上述压力损耗计算式（1），根据上述压差测算步骤中测算出的压差ΔP和上述压力损耗系数计算步骤中计算出的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X的步骤。

此外，上述蒸汽量输出步骤，是将计算出的蒸汽量X作为测算值输出的步骤。该输出方法包含：通过在蒸汽量测算装置的显示器等报知器上显示测算值信号等来进行通知的方法；以及从蒸汽量测算装置向与其分开的管理装置发送测算值信号的方法。

根据上述说明的实施方式，能够基于基准蒸汽量X0的计算基础数据，容易地计算出压力损耗系数K。此外，由于根据直接检测蒸汽流的压差ΔP计算蒸汽量X，而能够没有响应延迟地测算时刻变化的蒸汽量X。进而，在计算压力损耗系数K之后，蒸汽量X的计算与燃料物性值没有关联性，所以与以往方法相比，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量X。

以上说明的蒸汽量测算方法可适用于锅炉的负荷分析。在该负荷分析方法中，基于测算出的蒸汽量X，进行基于上述锅炉的蒸汽使用负荷的最大蒸汽使用量的测定。此外，还可够构成为不仅测定基于上述锅炉的蒸汽使用负荷的最大蒸汽使用量，还测定蒸汽使用量的时间性变化的趋势。此外，还可够构成为仅测定蒸汽使用量的时间性变化的趋势，以替代上述锅炉的最大蒸汽使用量的测定。最优选的是，将从锅炉的起蒸开始到停止锅炉，直到缸体内压力接近0为止的蒸汽量X的时间性变化的图表输出，以使无论哪种测定都能够根据连续测算出的蒸汽量X的值由人进行判断。当然，也可构成为利用控制器自动判定最大蒸汽使用量。

此外，以上的蒸汽量测算方法是利用下述蒸汽量测算装置而实现的。一种锅炉的蒸汽量测算装置，其连续测算蒸汽锅炉的蒸汽量的时间性变化，其特征在于具备：压差检测单元，用于测算上述蒸汽锅炉的缸体或者蒸汽流出路径的规定位置即第一检测位置和自上述第一检测位置向下游侧方向分开的上述蒸汽流出路径的第二检测位置之间的压差ΔP；以及控制器，进行以下步骤：压力损耗系数计算步骤，其根据向上述蒸汽流出路径流放规定流量的蒸汽或者代替蒸汽的流体而测算出的上述压差ΔP和上述规定流量，计算压力损耗系数K；蒸汽量计算步骤，其基于上述压力损耗计算式（1），根据上述压差检测单元测算出的压差ΔP以及上述压力损耗系数计算步骤中计算出的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X；以及蒸汽量输出步骤，其将计算出的蒸汽量X作为测算值输出。

该实施方式的蒸汽量测算装置优选构成为，具备基础数据测算单元，用于测算上述蒸汽锅炉的基准蒸汽量X0的计算基础数据，其中，上述控制器的压力损耗系数计算步骤包含：计算基础数据测算步骤，其测算上述蒸汽锅炉的基准蒸汽量X0的计算基础数据；以及基准蒸汽量计算步骤，其根据测算出的上述计算基础数据求取基准蒸汽量X0；并且基于上述压力损耗计算式（1），根据求取上述基准蒸汽量X0时的上述压差ΔP计算压力损耗系数K。

上述压差测算单元优选为测算2个压力传感器同时刻测算时产生的差，不过亦可为公知的压差计。利用2个压力传感器同时刻测算的情况下，压力传感器作为同种类、同规格的传感器，随时进行包含以下内容的运算处理：根据未燃烧无压力下和运转中或者运转停止后等燃烧停止时（=流量为0时）的加压下的2个信号对压力-输出的直线校正；以及至少在无压力下的零点校正。

此外，上述基础数据测算单元优选包含：用于测算燃料流量N的燃料流量计或者用于测算排气流速M的排气流速计、以及排气温度计、用于计算空气比（过剩空气系数）的氧浓度计或者二氧化碳浓度计等。

[实施例1]

接着，按照附图对实施本发明蒸汽量测算方法的蒸汽量测算装置1的实施例1进行说明。图1是该实施例1的简要结构图；图2是说明该实施例1的控制程序的流程图；图3是说明该实施例1的其他控制程序的流程图；图4是表示该实施例1中锅炉的缸体内压力P1和测算出的蒸汽量X的时间性变化的图。

＜实施例1的结构＞

该实施例1的蒸汽量测算装置1是测算蒸汽锅炉（以下，简称为锅炉）2的蒸汽量X（蒸汽流出路径3A的蒸汽流量）的装置。该蒸汽量测算装置1的主要部分有压差检测单元4、基础数据测算单元5以及控制器6，所述控制器6用于控制蒸汽量X的测算。

压差检测单元4包含：测算锅炉2的缸体7内的第一检测位置与自第一检测位置向下游侧分开的蒸汽流出路径3A的第二检测位置之间的压差ΔP的第一压力传感器8和第二压力传感器9。第一压力传感器8是于第一检测位置对锅炉2的缸体7内第一压力P1进行检测的传感器。第二压力传感器9是对蒸汽流出路径3A的第二检测位置即蒸汽联箱10内第二压力P2进行检测的传感器。压差ΔP是P1-P2。第一压力传感器8以及第二压力传感器9可与以往的压力计同样地被安装。不过，亦可使用已有的压力传感器，但需使用同种类（信号-压力的线性相同的半导体式或者静电电容式、磁致伸缩（magnetic strain）式等）、同规格的压力传感器。蒸汽联箱10连接有多个向蒸汽使用负荷（省略图示）分配蒸汽的蒸汽流出路径3B。

而且，压力传感器8、9作为同种类、同规格的传感器，构成为随时进行包含以下内容的运算处理：根据未燃烧无压力下和加压下的2个信号对上述压力-输出的直线校正；以及无压力下的零点校正。

基础数据测算单元5是基准蒸汽量X0的计算基础数据的测算单元，于该实施例1中，其结构为包含：压力传感器8、9；测算排气流路11内的排气流速M的排气流速计12；测算排气中氧浓度的排气氧浓度计13；测算排气温度的排气温度计14；测算供气温度的供气温度计15；以及测算供水温度的供水温度计16。在此，这些测算单元中，锅炉2已有的单元无需新建，可根据需要来使用。

控制器6构成为来自第一压力传感器8、第二压力传感器9、基础数据测算单元5的各测算计的信号被输入，并基于预先存储的控制步骤（控制程序），向显示器17输出测算出的蒸汽量X。在图2、3中，表示控制步骤的一例。

控制器6的控制步骤包含：图2所示的压力损耗系数计算步骤、以及图3所示的蒸汽量计算/输出步骤（亦可称为蒸汽量测算步骤）。压力损耗系数计算步骤包含：计算基础数据输入步骤，用于输入计算基础数据（来自基础数据测算单元5的各测算计的信号）；压差输入步骤，用于输入压差ΔP（第一压力传感器8的检测压力P1和第二压力传感器9的检测压力P2的差）；基准蒸汽量计算步骤，其根据上述计算基础数据求取基准蒸汽量X0；以及系数计算步骤，其假设基于下面的压力损耗计算式（1），根据求取基准蒸汽量X0时的压差ΔP计算出的蒸汽量X与基准蒸汽量X0相等，由此来计算压力损耗系数K。

ΔP＝K×X2÷ρ??????（1）

其中，ρ是根据P1求取的蒸汽比重量。

此外，蒸汽量计算/输出步骤包含：蒸汽量计算步骤，其根据压差输入步骤中输入的压差ΔP和系数计算步骤中计算的压力损耗系数K，基于压力损耗计算式（1）连续计算蒸汽量X；以及蒸汽量输出步骤，用于将计算出的蒸汽量X作为测算值向显示器17输出。

在此，图1中的符号18、19、20、21分别是燃烧器、通往燃烧器18的燃烧用空气流路、通往燃烧器18的燃料流路、通往缸体7的供水路。

＜实施例1的动作＞

接着，基于附图对实施例1的动作进行说明。这里，使用蒸汽量测算装置1来测算已有锅炉2的蒸汽量X。首先，于锅炉2的运转停止状态下，如图1所示，安装第一压力传感器8、第二压力传感器9、排气流速计12、排气氧浓度计13、排气温度计14、供气温度计15、供水温度计16。在该状态下，使锅炉2开始运转，并且打开蒸汽量测算装置1的启动开关（省略图示），从而开始测算。

（压力损耗系数K的计算）

首先，对压力损耗系数K的计算进行说明。该压力损耗系数K的计算是在缸体7的压力即第一压力传感器8的压力P1处于稳定状态时进行的。具体而言，操作蒸汽量测算装置1的测算者，观测P1的输出，并将在连续5分钟处于压力的变动幅度±数%以下的情况判定为稳定，且打开系数计算开关（省略图示），从而进行压力损耗系数K的计算。当然，亦可构成为自动进行稳定的判定及系数计算开关的操作。

参照图2进行说明，控制器6在步骤S1（以下，将步骤SN简称为SN）中，读取来自基础数据测算单元5的各测算仪器的信号。接着，在S2中计算压差ΔP并输入。

接着，在S3中，根据自基础数据测算单元5的过去5分钟的测算数据中取样所得的值的平均值，利用式（3）计算基准蒸汽量X0。在此，表示的是气体燃料的情况。

X0＝（η×HL×N）／（h1-h2）??????（3）

其中，X0：基准蒸汽量（kg/h），η：锅炉效率（%），HL：燃料低位发热量（kcal/m3N），N：燃料流量（m3N/h），h1：饱和蒸汽的焓（kcal/kg），h2：供水的焓（kcal/kg）。

燃料流量N通过下式（4）计算。

N＝Y1／｛G0＋Gw＋（m-1）×A0｝??????（4）

其中，Y1：排气标准流量（m3N/h），

　　　（G0＋Gw＋（m-1）×A0）：实际潮湿排气量（m3N/m3N,fuel）

　　　G0：理论干燥排气量（m3N/m3N,fuel）

　　　Gw：燃烧产生的水蒸汽以及燃料中水分的水蒸汽量（m3N/m3N,fuel）

　　　（G0＋Gw）：理论排气量（m3N/m3N,fuel）

　　　A0：理论空气量（m3N/m3N,fuel）

　　　m：空气比

排气标准流量Y1通过下式（5）计算。

Y1＝Y2×273／（273＋T1）??????（5）

其中，Y2：排气实际流量（m3/h），T1：利用排气温度计14测算的排气温度（℃）。

排气实际流量Y2通过下式（6）计算。

Y2＝M×S×3600?????（6）

其中，M：利用排气流速计12测算的排气流速（m/s），S：排气流路的截面面积（m2）。

结果，根据由排气流速计12的测算信号求出的排气流速M，能计算出基准蒸汽量X0。

其次，在S4中，假设S3中计算的基准蒸汽量X0与根据计算基准蒸汽量X0时的压差ΔP通过式（1）得出的蒸汽量X相等，即X0=X，由此来计算压力损耗系数K。由于除压力损耗系数K以外，其它值已求出，所以基于X0=X，能计算出压力损耗系数K。

（蒸汽量计算/输出）

接着，对蒸汽量计算/输出步骤即蒸汽量测算步骤进行说明。参照图3进行说明，在S5中，将S4中计算出的压力损耗系数K和连续测算的压差ΔP代入式（1），由此连续计算蒸汽量X。在S6中，例如，如图4所示，将计算出的蒸汽量X输出至显示器17。图4表示测算值的缸体内压力P1和利用式（1）计算出的蒸汽量X的时间性变化的一例。在此，图4的横轴（时间轴）的数值表示“时：分：秒”。

根据以上实施例1，即使燃料流路20中未装备燃料流量计的锅炉2，亦能够根据基准蒸汽量X0的计算基础数据，容易地计算出压力损耗系数K。此外，第一压力传感器8和第二压力传感器9直接检测蒸汽流并根据压差ΔP计算蒸汽量X，所以能够没有响应延迟地测算出时刻变化的蒸汽量X。进而，在计算压力损耗系数K之后，蒸汽量X的计算与燃料物性值没有关联性，所以与专利文献1、2的以往方法相比，即使燃料物性值发生变化亦能够准确地计算蒸汽量X。其效果在使用燃料性质和状态不稳定的煤炭或生物燃料等作为锅炉的燃料的情况下，或者锅炉的控制变动较大的情况下特别显著。

[实施例2]

本发明并不限定于上述实施例1，还包含图5所示的实施例2。于该实施例2中和上述实施例1的不同之处在于，于燃料流路20装备燃料流量计22，由于其他结构和实施例1相同，所以对相同结构要素附加相同的符号，并省略其说明。

该实施例2中，图2中S1的基准蒸汽量X0计算基础数据，是燃料流量计22测算的燃料流量N，无需像实施例1那样测算排气流速M，就能够求出基准蒸汽量X0。不过，氧浓度或排气温度、蒸汽压力、供水温度等的测算与实施例1相同地进行。

在此，本发明并不限定于上述实施例1、2，还可进行各种变更。例如，于实施例1、2中，将计算基础数据从传感器联机输入至控制器6，不过亦可人工读取排气流速计12的排气流速M等计算基础数据，然后手动输入（脱机输入）至控制器6。此外，本发明的蒸汽量测算方法，不仅能用于为掌握已有锅炉的蒸汽量而暂时进行测算的装置，亦能用于为管理或控制锅炉而连续进行测算的装置。

Claims (8)

1.一种锅炉的蒸汽量测算方法，其连续测算来自蒸汽锅炉的蒸汽量的时间性变化，其特征在于包含：

压差测算步骤，用于测算所述蒸汽锅炉的缸体或者蒸汽流出路径的规定位置即第一检测位置和自所述第一检测位置向下游侧方向分开的所述蒸汽流出路径的第二检测位置之间的压差ΔP；

压力损耗系数计算步骤，其根据向所述蒸汽流出路径流放规定流量的蒸汽或者代替蒸汽的流体而测算出的所述压差ΔP和所述规定流量，计算压力损耗系数K；以及

蒸汽量计算/输出步骤，其根据在所述压差测算步骤中测算出的压差ΔP以及在所述压力损耗系数计算步骤中计算出的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X并将其作为测算值输出。

2.如权利要求1所述的锅炉的蒸汽量测算方法，其特征在于所述压力损耗系数计算步骤包含：

计算基础数据测算步骤，用于测算所述蒸汽锅炉的基准蒸汽量X0的计算基础数据；

基准蒸汽量计算步骤，其根据测算出的所述计算基础数据求取基准蒸汽量X0；以及

系数计算步骤，其根据求取所述基准蒸汽量X0时的所述压差ΔP来计算压力损耗系数K。

3.如权利要求2所述的锅炉的蒸汽量测算方法，其中，

所述计算基础数据是通往所述蒸汽锅炉的燃料流路的燃料流量N、或者是所述蒸汽锅炉的排气流路的排气流速M。

4.一种锅炉的负荷分析方法，其特征在于：

使用权利要求1所述的蒸汽量测算方法，测定基于所述蒸汽锅炉的蒸汽使用负荷的最大蒸汽使用量以及/或者测定蒸汽使用量的时间性变化的趋势。

5.一种锅炉的蒸汽量测算装置，其连续测算蒸汽锅炉的蒸汽量的时间性变化，其特征在于具备：

压差检测单元，用于测算所述蒸汽锅炉的缸体或者蒸汽流出路径的规定位置即第一检测位置和自所述第一检测位置向下游侧方向分开的所述蒸汽流出路径的第二检测位置之间的压差ΔP；以及

控制器，进行以下步骤：压力损耗系数计算步骤，其根据向所述蒸汽流出路径流放规定流量的蒸汽或者代替蒸汽的流体而测算出的所述压差ΔP和所述规定流量，计算压力损耗系数K；以及蒸汽量计算/输出步骤，其根据所述压差检测单元测算出的压差ΔP以及所述压力损耗系数计算步骤中计算出的压力损耗系数K，连续计算蒸汽量X并将其作为测算值输出。

6.如权利要求5所述的锅炉的蒸汽量测算装置，其特征在于还具备：

基础数据测算单元，用于测算所述蒸汽锅炉的基准蒸汽量X0的计算基础数据，其中，所述控制器的压力损耗系数计算步骤包含：

基准蒸汽量计算步骤，其根据测算出的所述计算基础数据求取基准蒸汽量X0；以及

系数计算步骤，其根据求取所述基准蒸汽量X0时的所述压差ΔP，计算压力损耗系数K。

7.如权利要求6所述的锅炉的蒸汽量测算装置，其中，

所述基础数据测算单元是测算通往所述蒸汽锅炉的燃料流路的燃料流量N的燃料流量计，或者是测算所述蒸汽锅炉的排气流路的排气流速M的排气流速计。

8.一种锅炉的负荷分析装置，其特征在于：

具备如权利要求5所述的蒸汽量测算装置，测定基于所述蒸汽锅炉的蒸汽使用负荷的最大蒸汽使用量以及/或者测定蒸汽使用量的时间性变化的趋势。